Electrochemical oxidation of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) for wastewater treatment and UV-VIS quantification

Abstract

Proper wastewater treatment is vital to remove organic matter as well as persistent pollutants. That affects the biospheres that effluent is discharged to if not treated sufficiently, which has negative effects on the environment but also if the effluent is discharged to water bodies used as drinking water sources.

Electrochemical oxidation is a promising way to treat persistent pollutants effectively, degrading them to their most basic compounds. Experiments were done to find removal rates for per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS), optimizing operational parameters and UV-VIS spectral measurements were done in conjunction with LC-MS measurements to see if there are any correlation between concentration of PFAS and UV-VIS absorbance.

Electrochemical oxidation was done with a BDD/stainless steel cell, with Flowrates ranging [159, 1841] mL/min, current densities ranging [32,39, 242,61] mA/cm2, and initial concentrations ranging [0,1009, 2,6002] ppm.

For parameters [Q; 0,5 L/min, CD: 200 mA/cm2, C: 0,629 ppm] achieved removal efficiencies of 67 % at 10 minutes, 84% at 15 minutes and a final removal rate of 99,88% at 90 minutes.

Tilstrekkelig avløpsrensing er viktig for å fjerne organisk materie og iherdige forurensninger. Slike forurensninger har en negativ effekt på biosfæren den slippes ut til hvis ikke renset tilstrekkelig. Det kan også ha negative konsekvenser for mennesker hvis det slippes ut til vannforekomster som brukes som drikkevannskilder.

Elektrokjemisk oksidering er en lovende prosess for både drikkevann- og avløpsvannrensing, og bryter forurensninger ned til deres grunnleggende forbindelser. Forsøk ble gjort for å finne rensegrad for per- og polyfluoralkyl forbindelser (PFAS), optimalisere forsøksparametere og se om det er noen forbindelse mellom UV-VIS spektral målinger og LC-MS målinger.

Elektrokjemisk oksidering ble gjort med en BDD/rustfritt stål celle, med volumstrømmer mellom [159, 1841] mL/min, strømtettheter mellom [32,39, 242,61] mA/cm2, og initiale konsentrasjoner mellom [0,1009, 2,6002] ppm.

For parameterne [Q; 0,5 L/min, CD: 200 mA/cm2, C: 0,629 ppm] oppnådde rensegrad på 67% ved 10 minutter, 84% ved 15 minutter og en endelig rensegrad på 99,88% ved 90 minutter.